Acide sulfamique

Acide sulfamique
Structure de l'acide sulfamique
Général
Nom IUPAC	Acide sulfamique
Synonymes	Acide sulfamidique
No CAS	5329-14-6
No EINECS	226-218-8
Apparence	cristaux ou poudre incolore et inodore[1]
Propriétés chimiques
Formule brute	H3NO3SH3NSO3
Masse molaire[2]	97,094 ± 0,006 g·mol-1 H 3,11 %, N 14,43 %, O 49,43 %, S 33,03 %,
Propriétés physiques
T° fusion	≈205 °C (décomposition)[1]
Solubilité	213 g·l-1 (20 °C)[1] hydrolyse lente
Masse volumique	2,13 g·cm-3 (20 °C)[1]
Pression de vapeur saturante	0,0078 mbar (20 °C), 0,025 mbar (100 °C)[1]
Précautions
Directive 67/548/EEC[1]
Xi
Numéro index : 016-026-00-0 Symboles : Xi : Irritant Phrases R : R36/38 : Irritant pour les yeux et la peau. R52/53 : Nocif pour les organismes aquatiques, peut entraîner des effets néfastes à long terme pour l’environnement aquatique. Phrases S : (S2) : Conserver hors de portée des enfants. S26 : En cas de contact avec les yeux, laver immédiatement et abondamment avec de l’eau et consulter un spécialiste. S28 : Après contact avec la peau, se laver immédiatement et abondamment avec … (produits appropriés à indiquer par le fabricant). S61 : Éviter le rejet dans l’environnement. Consulter les instructions spéciales/la fiche de données de sécurité.
Phrases R : 36/38, 52/53,
Phrases S : (2), 26, 28, 61,
Transport[1]
80    2967    Code Kemler : 80 : matière corrosive ou présentant un degré mineur de corrosivité Numéro ONU : 2967 : ACIDE SULFAMIQUE Classe : 8 Étiquette : 8 : Matières corrosives Emballage : Groupe d'emballage III : matières faiblement dangereuses.
SGH[1]
Attention H315, H319, H412, H315 : Provoque une irritation cutanée H319 : Provoque une sévère irritation des yeux H412 : Nocif pour les organismes aquatiques, entraîne des effets à long terme
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

L'acide sulfamique, également appelé acide sulfamidique, acide aminosulfonique, acide amidosulfonique ou encore acide amidosulfurique, est un composé chimique de formule HOSO₂NH₂. C'est un solide cristallin blanc et stable, soluble dans l'eau, où il s'hydrolyse lentement en bisulfate d'ammonium (NH₄)HSO₄. Il fond vers 205 °C, et se décompose en eau H₂O, trioxyde de soufre SO₃, dioxyde de soufre SO₂ et diazote N₂ à plus haute température.

Structure et réactions

L'acide sulfamique peut être considéré comme intermédiaire entre l'acide sulfurique (HO)₂SO₂ et le sulfamide SO₂(NH₂)₂. Sa structure réelle est néanmoins un peu moins compatible avec cette description, plus proche de celle suggérée par la formule H₃NSO₃. A l'état solide, la molécule d'acide sulfamique est bien décrite par une forme globalement neutre appelée zwitterion :

à droite : forme zwitterionique de l'acide sulfamique.

Les distances interatomiques sont de 144 pm pour la liaison S=O et de 177 pm pour la liaison S-N, cohérentes avec des liaisons simples^[3]. Une étude par diffraction de neutrons a révélé que les atomes d'hydrogène sont équidistants de l'atome d'azote (103 pm)^[4].

L'acide sulfamique est un acide modérément fort : K_a = 1.01 x 10^–1. N'étant pas hygroscopique, l'acide sulfamique solide est utilisé pour le titrage des acides. Il réagit avec l'acide nitreux HNO₂ et l'acide nitrique HNO₃ pour donner du diazote N₂ et du protoxyde d'azote N₂O :

HNO₂ + H₃NSO₃ → H₂SO₄ + N₂ + H₂O

HNO₃ + H₃NSO₃ → H₂SO₄ + N₂O + H₂O

Applications

L'acide sulfamique intervient dans la fabrication d'édulcorants ; en réagissant avec la cyclohexylamine C₆H₁₁NH₂ puis avec addition d'hydroxyde de sodium NaOH, il donne du cyclamate C₆H₁₁NHSO₃Na ; des molécules apparentées telles que l'acésulfame potassium C₄H₄KNO₄S sont également édulcorantes.

Il est utilisé comme détartrant ménager, notamment sous la forme des sachets de cristaux fournis avec les filtres à café.

Références

1. ↑ ^{a, b, c, d, e, f, g et h} Entrée de « Sulfamidic acid » dans la base de données de produits chimiques GESTIS de la IFA (organisme allemand responsable de la sécurité et de la santé au travail) (allemand, anglais), accès le 2 août 2010 (JavaScript nécessaire)
2. ↑ Masse molaire calculée d’après Atomic weights of the elements 2007 sur www.chem.qmul.ac.uk.
3. ↑ J. W. Bats, P. Coppens, T. F. Koetzle "The Experimental Charge Density in Sulfur-Containing Molecules: A Study of the Deformation Electron Density in Sulfamic Acid at 78 K by X-ray and Neutron Diffraction" Acta Crystallographica 1977, B33, pp. 37 à 45.
4. ↑ R. L. Sass, « A neutron diffraction study on the crystal structure of sulfamic acid », dans Acta Cryst., vol. 13, n^o 4, avril 1960, p. 320–324 [lien DOI]